Redes de Computadores: Módulo 1

Redes e o Mundo Atual

• O avanço tecnológico elimina barreiras geográficas e físicas, facilitando o acesso à internet.
• A internet permite o armazenamento e acesso a documentos na nuvem de qualquer local.
• A comunicação entre dispositivos ocorre através da divisão de dados em pacotes binários (0s e 1s).
• Esses pacotes são transmitidos por ondas eletromagnéticas, com frequências distintas para 0 e 1, um processo conhecido como modulação de frequência.
• Roteadores e ISPs direcionam os pacotes, determinando a melhor rota para o destino.
• Cabos submarinos são utilizados para transmissão de dados em longas distâncias.

Componentes de Rede

• Um host é um dispositivo com um número de IP único que o identifica em uma rede, possibilitando a comunicação com outros dispositivos.
• O IP (Internet Protocol) identifica tanto o host quanto a rede à qual ele pertence.
• Hosts também são chamados de dispositivos finais ou clientes.
• Servidores são computadores com software que fornecem informações (e-mail, páginas web) aos hosts na rede.
• Servidores atendem múltiplos clientes simultaneamente, que solicitam e exibem informações.
• Em redes ponto a ponto, softwares de cliente e servidor podem rodar no mesmo dispositivo, comum em pequenas empresas ou residências.

Vantagens e Desvantagens da Rede Ponto a Ponto

• Vantagens: Fácil configuração, menos complexidade, menor custo, adequada para tarefas simples.
• Desvantagens: Sem administração centralizada, menos segurança, não escalável, desempenho pode ser lento.

Dispositivos Finais

• São a origem ou o destino de uma mensagem transmitida na rede.
• Cada dispositivo final possui um endereço único para identificação na rede.

Dispositivos Intermediários

• Conectam dispositivos finais à rede e interligam várias redes, formando uma "internetwork".
• Asseguram a conectividade e o fluxo de dados.
• Funções: Regenerar e retransmitir sinais; manter informações sobre caminhos na rede; notificar sobre erros; direcionar dados por rotas alternativas; classificar e direcionar mensagens; permitir ou negar fluxos de dados.

Meios de Rede

• Formas de transmissão de comunicação em uma rede:
  • Cobre: Dados codificados em impulsos elétricos.
  • Fibra Ótica: Dados codificados em pulsos de luz
  • Sem Fio: Modulação de frequências de ondas eletromagnéticas.
• Atenuação: Enfraquecimento do sinal ao longo do meio físico. Cabos de fibra ótica minimizam a atenuação em longas distâncias.

Cabos e Conectores

• UTP (Unshielded Twisted Pair): Cabo de par trançado sem blindagem.
• Cabos RJ (Registered Jack): Diversos tipos de conectores.
• Cabo Coaxial: Utiliza conector BNC (Bayonet Neill-Concelman).

Critérios para Escolha da Mídia da Rede

• Distância máxima que o meio físico suporta o sinal.
• Ambiente de instalação da mídia.
• Quantidade e velocidade de dados a serem transmitidos.
• Custo do meio físico e da instalação.

Diagramas de Topologia

• Representações visuais das redes para facilitar o entendimento das conexões entre componentes.
• Topologia Física: Ilustra a localização física dos dispositivos intermediários e a instalação dos cabos.
• Topologia Lógica: Mostra os dispositivos, portas e o esquema de endereçamento da rede, exibindo as conexões e os tipos de mídia utilizados.
• Terminologia Importante
  • Placa de Interface de Rede (NIC): Conecta fisicamente o dispositivo final à rede.
  • Porta Física: Conector ou tomada para conectar a mídia a um dispositivo da rede.
  • Interface: Portas especializadas que conectam um dispositivo de rede a redes individuais (ex: roteadores).

Tipos Comuns de Redes

• SOHO (Small Office/Home Office): Redes para pequenos escritórios e residências.
• LAN (Local Area Network): Rede local em uma área geográfica pequena, usada em departamentos, casas e empresas.
• WAN (Wide Area Network): Infraestrutura para grandes áreas geográficas, gerenciada por uma corporação ou provedor de telecomunicações. WANs interconectam LANs.
• MAN (Metropolitan Area Network): Atualmente, LAN e WAN são os termos mais utilizados.

IANA

• Internet Assigned Numbers Authority (IANA): Órgão mundial que gerencia a internet, incluindo a atribuição de faixas de IPs por países.
• Isso permite a identificação da origem de ataques cibernéticos.

Intranets e Extranets

• Intranet: Redes privadas (LANs e WANs) de uma organização, acessíveis apenas a pessoas autorizadas.
• Extranet: Permite acesso restrito a pessoas externas à organização (fornecedores, etc.).

Conexões com a Internet

• Residências e Pequenos Escritórios:
  • Cabo: Sinal de internet transmitido pelo mesmo cabo da TV, oferece alta velocidade e conexão sempre ativa.
  • DSL: Usa a linha telefônica, também com alta velocidade e conexão sempre ativa; geralmente utiliza ADSL (velocidade de download maior que a de upload).
• Corporativas:
  • Linha Alugada Dedicada: Circuitos reservados para conectar escritórios geograficamente distantes, cobrados mensal ou anualmente.
  • Metro Ethernet: Também conhecida como Ethernet WAN, estende a tecnologia LAN na WAN metropolitana.
  • Celular: Conexão via rede de telefonia celular, desempenho limitado pelos recursos do telefone e da torre.
  • Satélite: Utilizada em áreas sem outras opções de conectividade, requer antenas parabólicas com linha de visão desobstruída.
  • Conexão Discada (Dial-up): Usa linha telefônica e modem, com baixa largura de banda.

Redes Confiáveis

• Características essenciais para atender às expectativas dos usuários:
  • Tolerância a Falhas: Capacidade de se recuperar rapidamente em caso de falhas, utilizando caminhos alternativos.
  • Redundância: Possuir caminhos alternativos para garantir a comunicação, idealmente por rotas não centralizadas.
  • Escalabilidade: Capacidade de adicionar novos usuários e aplicativos sem comprometer o desempenho.

Qualidade de Serviço (QoS)

• Priorização do tráfego de rede para evitar congestionamento e travamentos.

Segurança da Rede

• Infraestrutura de rede: Proteção física dos dispositivos e controle de acesso ao software de gerenciamento.
• Segurança da informação: Proteção dos dados transmitidos na rede.

Requisitos de Segurança

• Confidencialidade: Acesso aos dados restrito a pessoas autorizadas.
• Integridade: Garantia de que os dados não foram alterados durante a transmissão.
• Disponibilidade: Acesso oportuno e confiável aos dados por usuários autorizados.

Hash e Criptografia

• Hashes: Representações alfanuméricas de senhas, calculadas por funções matemáticas para proteger os dados armazenados.
• Criptografia: Ciência que engloba técnicas de hash, ciframento e outras para proteger informações.
• Certificado Digital e HTTPS: Certificados digitais em sites HTTPS utilizam chaves públicas para criptografar dados, garantindo a segurança da comunicação.

Tendências das Redes

• Traga seu Próprio Dispositivo (BYOD): Usuários utilizam seus dispositivos para acessar a rede, podendo gerar problemas de segurança.
• Colaboração On-line: Ferramentas e softwares online permitem que as pessoas colaborem sem estarem fisicamente no mesmo local
• Comunicações em Vídeo: Permite a comunicação entre pessoas em locais diferentes através de videochamadas.
• Computação em Nuvem: Acesso e armazenamento de dados em Data Centers remotos, transformando a forma como acessamos e armazenamos dados.
• Tipos de Nuvem:
  • Pública: Serviços e dados disponíveis para todos (ex: Drive do Google).
  • Privada: Serviços e dados disponíveis apenas para a organização (ex: dados de hospitais).
  • Híbrida: Combinação de nuvem pública e privada.
  • Personalizada: Nuvem e servidores personalizados para fins específicos.
• Quebras de Nuvem: Aproximar os servidores de entrega mais perto dos clientes e tornar o acesso mais rápido.
• Edge: Processamento local de dados, sem a necessidade de enviá-los aos data centers, acelerando o processo.
• Aprendizado Federado: Uso de dados dos clientes para treinar modelos de machine learning, criando novos modelos distribuídos entre os clientes (ex: teclados inteligentes de celulares).

Rede Powerline

• Utiliza a instalação elétrica para conectar dispositivos, útil quando o sinal sem fio não alcança todos os dispositivos.

Banda Larga Sem Fio

• Alternativa em áreas sem cabos ou DSL, utilizando torres para conectar assinantes via wireless.
• WiMAX: Tecnologia para transmissão de internet sem fio a longas distâncias (até 80 km), com velocidade de até 80 Mb/s.

Li-Fi

• Transmissão de internet via luz, utilizando os fótons de uma lâmpada para transmitir bits.

Segurança de Redes

• Vírus: Código malicioso que traz malefícios.
• Worms: Subcategoria de vírus que se propaga para outras máquinas na rede.
• Cavalos de Troia: Programas que aparentam uma coisa, mas são maliciosos.
• Spyware: Software instalado sem consentimento que coleta informações secretamente.
• Adware (advertising software): Exibe anúncios excessivos, podendo reduzir o desempenho do sistema.
• Ataques de dia zero: Exploração de vulnerabilidades de software desconhecidas.
• Ameaças: Qualquer indivíduo, grupo ou ação que realiza ataques contra sistemas e redes.
• Ataques de Negação de Serviço (DoS e DDoS):
  • DoS: Um computador sobrecarrega um serviço com diversas solicitações, impedindo seu funcionamento.
  • DDoS: O ataque DoS é realizado por múltiplos dispositivos simultaneamente.
• Interceptação de dados e roubo (Man-in-the-middle): Captura de informações transmitidas sem o conhecimento das partes.
• Roubo de Identidade: Obtenção e uso de informações pessoais sem permissão.
• Ferramentas de Segurança:
  • Antivírus e antispyware: Protegem contra infecções por softwares maliciosos;
  • Filtragem de firewall: Bloqueia acesso não autorizado;
  • Firewalls dedicados: Oferecem recursos avançados para filtrar grandes volumes de tráfego;
  • Listas de Controle de Acesso (ACL): Filtram o acesso e o encaminhamento com base em endereços IP;
• Sistemas de Prevenção de Intrusões (IPS): Identificam ameaças de rápida disseminação.
• Redes Privadas Virtuais (VPN): Oferecem acesso seguro a uma organização para trabalhadores remotos.